动力学中的“三类”热点问题（解析版）-2026年新高考物理一轮复习

动力学中的“三类”热点问题

（知识点梳理+真题挑战【含2025年】）

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谩考情分析•探规律：掌握考试内容的变化趋势，建立考情框架

核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点

考点1动力学图像问

考点2动力学中的连接体问

（星级越高，重要程度越高）

国真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯

【考情分析•探规律】

知识点年份涉及试卷及题号

2021全国乙卷、全国乙卷•21、全国甲卷•14

20222022•浙江1月、辽宁卷•7

动力学中的“三

20232023•全国甲卷、2023•全国甲卷•19、2023•福建、2023•北京

类”热点问题

20242024•安徽、2024•贵州卷•1、2024•福建、2024•北京、

2024•全国甲卷、

20252025•广东、2025•陕晋青宁卷、2025•云南、2025•云南、

2025•安徽、2025•黑吉辽蒙卷、

【知识梳理】

考点一动力学图像问题

1.常见动力学图像及意义

V-t图像根据图像的斜率判断加速度的大小和方向,进而根据牛顿第二定律求解合外力

首先要根据具体的物理情景，对物体进行受力分析,然后根据牛顿第二定律推导出两

F-a图像个量间的函数关系式，根据函数关系式结合图像，明确图像的斜率、截距或面积的意

义，从而由图像给出的信息求出未知量

要注意加速度的正负，正确分析每一段的运动情况，然后结合物体受力情况根据牛顿

a-t图像

第二定律列方程

F-t图像要结合物体受到的力，根据牛顿第二定律求出加速度,分析每一时间段的运动性质

2.动力学图像问题的解题策略

(1)分清图像的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量,明确其物理意义，掌握物理图像所反映的物理过

程，会分析临界点.

(2)注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标轴的交点，图线的转折点，两图线的交

点等.

(3)明确能从图像中获得哪些信息：把图像与具体的题意、情景结合起来，应用物理规律列出与图像对应的

函数方程式，进而明确“图像与公式”“图像与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断.

考点二动力学中的连接体问题

1.连接体的四大类型

类型图例运动特点

在弹簧发生形变的过程中，弹力不突变,对两端连接的物

轻弹簧[-I---

体的弹力大小相等，两端物体的速茎不一定相等，在弹簧

连接

\--1////z/z/z/zz形变量最大时，两端物体的速率相等

由A'轻绳在伸直状态下，两物体速度大小、加速度大小相等,

轻绳

方向不一定相同(根据两端物体的位移关系判断速度、加

连接

速度关系)

多〃〃AOBz/z^zzzzzzzz/zzzzzJzz

轻杆ALi、平动时，连接体具有相同的坐场速度；杆转动时，连接体

O------—o

B

连接；°：：AF具有相同的角速度,而线速度与转动半径成正比

F

两物体通过弹力或摩擦力作用，可能具有相同的速度或加

叠加方

速度.其临界条件一般为两物体间的弹力为零或摩擦力达

连接

_F到最大静摩擦力

2.整体法与隔离法在连接秣中的应用

（1）整体法：若连接体内的物体具有共同加速度,可以把它们看成一个整体，分析整体受到的外力,应用牛

顿第二定律求出加速度.

（2）隔离法：求系统内两物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程

求解.

（3）整体法和隔离法交替使用：一般情况下，若连接体内各物体具有相同的加速度，且求物体之间的作用力

时，可以先用整体法求出加速度，然后再隔离某一物体，应用牛顿第二定律求相互作用力;若求某一外力，

可以先隔离某一物体求出加速度,再用整体法求合外力或某一个力.

3.连接体对合力的“分配原则”

miF

一起做匀加速运动的物体系统，若外力厂作用于机1上，则处和加2之间的相互作用力居=—,—，若作

冽1十冽2

用于〃?2上，则鼠=」^一.此“原则”与有无摩擦（若有摩擦，〃相同），与有无连接物、何种连接物（轻绳、

轻杆、轻弹簧）等无关，而且无论物体系统处于平面、斜面还是竖直方向，此“原则”都成立.

考点三动力学中的临界与极值问题1.临界、极值条件的标志

⑴有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,明显表明题述的过程存在着脸界点.

⑵若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点往往

是临界点.

4.常见的临界条件

两物体脱离的临界条件弹力FN=O

相对滑动的临界条件静摩擦力达到最大值

绳子断裂的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力；绳子松

绳子断裂或松弛的临界条件

弛的临界条件是&=0

5.处理临界问题的三种方法

极限法把物理问题（或过程）推向极端，从而使临界现象（或状态）暴露出来，以达到正确解决问题的目的

临界问题存在多种可能，特别是有非此即彼两种可能时，或变化过程中可能出现临界条件，也

假设法

可能不出现临界条件时，往往用假设法解决问题

数学法将物理过程转化为数学表达式，根据数学表达式解出临界条件

【真题挑战】

一、单选题

1.（2025・广东・高考真题）如图所示，光滑水平面上，小球〃、N分别在水平恒力片和用作用下，由静止

开始沿同一直线相向运动在4时刻发生正碰后各自反向运动。已知不和月始终大小相等，方向相反。从开

始运动到碰掉后第1次速度减为0的过程中，两小球速度v随时间t变化的图像，可能正确的是（）

【详解】根据牛顿第二定律。=二F两物体受外力尸大小相等，由图像的斜率等于加速度可知M、N的加速

m

度大小之比为4:6=2:3,可知M、N的质量之比为6:4=3:2；设分别为3加和2切；由图像可设MN碰前的速

度分别为4V和6v,则因MN系统受合外力为零，向右为正方向，则系统动量守恒，则由动量守恒定律

3m-Av—2m-6v=+2mv2

若系统为弹性碰撞在，则能量关系可知;3加（4v>+g2械6VA=g.3机片+g.2w；

解得匕=一4八v2=6v

因M、N的加速度大小之比仍为2：3,则停止运动的时间之比为1:1,即两物体一起停止，则BD是错误

的;

若不是弹性碰撞，贝!J3加•4丫—2加•6v=3加匕+2加V2

可知碰后速度大小之比为匕：匕=2：3

2

若假设v/=2v,则V2=3V,此时满足;3加(4V)2+1-2m(6v)>1-3mvf+1-2/MV|

则假设成立，因M、N的加速度大小之比仍为2：3,则停止运动的时间之比为1:1,对M来说碰撞前后的

速度之比为4v:2V=2:1

可知碰撞前后运动时间之比为2:1,可知A正确，C错误。

故选A。

2.(2025・陕晋青宁卷•高考真题)某智能物流系统中，质量为20kg的分拣机器人沿水平直线轨道运动，受

到的合力沿轨道方向，合力厂随时间『的变化如图所示，则下列图像可能正确的是()

八FN

20-----：

°1；2：3//s

-201---------------：

Av/(m-s')

B'L±L

Atp-h

~1~2~3t/s

123t/s

Av/(m-s')

cI/,

£37o|~12~3张

【答案】A

【详解】根据牛顿第二定律和题图的F—t图画出如图所示的a-t图像

可知机器人在0〜Is和2〜3s内加速度大小均为lm/s2,方向相反，由v—t图线的斜率表示加速度可知A

正确。

故选Ao

3.（2025・安徽・高考真题）如图，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲

通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知

甲、乙质量均为LOkg,甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5,不计空气阻力，重力加速度g取:lOm/s?,则在

乙下落的过程中（）

A.甲对木箱的摩擦力方向向左B.地面对木箱的支持力逐渐增大

C.甲运动的加速度大小为2.5m/s2D.乙受到绳子的拉力大小为5.ON

【答案】C

【详解】A.因为物块甲向右运动，木箱静止，根据相对运动，甲对木箱的摩擦力方向向右，A错误;

B.设乙运动的加速度为只有乙有竖直向下的恒定加速度，

对甲、乙和木箱，由整体法，竖直方向受力分析有外=四总

则地面对木箱的支持力大小不变，B错误；

CD.设绳子的弹力大小为7,对甲受力分析有〃加g=〃7a

对乙受力分析有mg-T=ma

联立解得。=2.5m/s2,T=7,5N

C正确，D错误。

故选C。

4.（2024・北京・高考真题）如图所示，飞船与空间站对接后，在推力厂作用下一起向前运动。飞船和空间

站的质量分别为a和则飞船和空间站之间的作用力大小为（）

空间站飞船

Mm

MLm「M「m

FBFC——F-------------------D——

M+m---------•M+m---------------mM

【答案】A

【详解】根据题意，对整体应用牛顿第二定律有

F=(M+m)a

对空间站分析有

Ff=Ma

解两式可得飞船和空间站之间的作用力

F'=MF

M+m

故选Ao

5.（2024・全国甲卷・高考真题）如图，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系物块P,P置于水平桌面上，与

桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘（质量可忽略），盘中放置祛码。改变盘中祛码总质量加，并测

量P的加速度大小a,得到。一力图像。重力加速度大小为g。在下列。一机图像中，可能正确的是（）

B.

C.D.

【答案】D

【详解】设P的质量为P与桌面的动摩擦力为/；以P为对象，根据牛顿第二定律可得

以盘和祛码为对象，根据牛顿第二定律可得

mg-T-ma

联立可得

g-

Cl——也

M+mM+m

可知，a-%不是线性关系，排除AC选项,可知当祛码的重力小于物块P最大静摩擦力时，物块和祛码静止,

加速度为0,当祛码重力大于/时，才有一定的加速度，当加趋于无穷大时，加速度趋近等于g。

故选D。

6.（2023・北京•高考真题）如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连，两物块质量均为1kg,

细线能承受的最大拉力为2N。若在水平拉力下作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动。则厂的最大

值为（）

~I---I--~----F>

///////z///////

A.INB.2NC.4ND.5N

【答案】c

【详解】对两物块整体做受力分析有

F=2ma

再对于后面的物块有

FTM=ma

尸Tmax=2N

联立解得

F=4N

故选C。

二、多选题

7.（2025・云南•高考真题）如图所示，倾角为。的固定斜面，其顶端固定一劲度系数为左的轻质弹簧，弹

簧处于原长时下端位于。点。质量为加的滑块Q（视为质点）与斜面间的动摩擦因数〃=tan。。过程I：

Q以速度%从斜面底端P点沿斜面向上运动恰好能滑至。点；过程n：将Q连接在弹簧的下端并拉至P点

由静止释放，Q通过M点（图中未画出）时速度最大，过。点后能继续上滑。弹簧始终在弹性限度内,

假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度为g。则（

4〃?g2sin26

A.P、〃■两点之间的距离为

4kgsin0

1,

B.过程n中，Q在从尸点单向运动到O点的过程中损失的机械能为a加崂

1r

c.过程n中，Q从尸点沿斜面向上运动的最大位移为哂咫-

2kgsinB6°

D.连接在弹簧下端的Q无论从斜面上何处释放，最终一定静止在。M（含。、M点）之间

【答案】BCD

【详解】A.设尸。的距离为过程I,根据动能定理有-加gsin。1-//机gcosei=0-；»/v：

设MO的距离为，，过程n中，当Q速度最大时，根据平衡条件红i=mgsin（9+〃加geos。

P、M两点之间的距离L2=L-LX

故A错误；

B.根据功能关系，可知过程II中，Q在从尸点单向运动到。点的过程中损失的机械能A£=〃mgcosOZ

结合一加gsind[-〃mgeosdZ=0——mvl

可得=W〃喏

故B正确；

C.设过程II中，Q从P点沿斜面向上运动的最大位移x,根据能量守恒定律

—kl}=mgsin61•x+/umgcos0-x+—k(x-E)

.12

-mgsvdO-L-]umgcos0-L=0——mv0

故C正确；

D.无论Q从何处释放，Q在斜面上运动过程中，弹簧与Q初始时的势能变为摩擦热，当在M点时，满

足kL、=mgsin0+pimgcos6

当在。点时，满足加gsine=〃7"gcos。

所以在（含。、”点）之间速度为零时，Q将静止，故D正确。

故选BCD。

8.（2025•黑吉辽蒙卷•高考真题）如图（a）,倾角为〃的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的小

物块甲、乙同时以初速度%沿斜面下滑，甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为4、〃2,整个过程中斜面相

对地面静止。甲和乙的位置x与时间/的关系曲线如图（b）所示，两条曲线均为抛物线，乙的X—曲线在

时切线斜率为0,则（）

X

A.4+〃2=2tan。

B.，=%时，甲的速度大小为3Vo

C./=%之前，地面对斜面的摩擦力方向向左

D.之后，地面对斜面的摩擦力方向向左

【答案】AD

【详解】B.位置x与时间t的图像的斜率表示速度，甲乙两个物块的曲线均为抛物线，则甲物体做匀加速

运动，乙物体做匀减速运动，在，。时间内甲乙的位移可得和=三<,=3X0，^==无。

可得，。时刻甲物体的速度为v=2%,B错误；

V—vn

A.甲物体的加速度大小为％=:一

乙物体的加速度大小为。2

由牛顿第二定律可得甲物体加gsin。-〃Mgcos<9=加%

同理可得乙物体外机gcos6-«7gsit18=m电

联立可得〃।+〃2=2tand,A正确

C.设斜面的质量为取水平向左为正方向，由系统牛顿牛顿第二定理可得/=冽qcos8-m%cose=0

则:％之前，地面和斜面之间摩擦力为零，C错误；

D.之后，乙物体保持静止，甲物体继续沿下面向下加速，由系统牛顿第二定律可得了=/Mqcosd

即地面对斜面的摩擦力向左，D正确。

故选ADo

9.（2023•福建•高考真题）如图所示，一广场小火车是由车头和车厢编组而成。假设各车厢质量均相等（含

乘客），在水平地面上运行过程中阻力与车重成正比。一广场小火车共有3节车厢，车头对第一节车厢的

拉力为4,第一节车厢对第二节车厢的拉力为。，第二节车厢对第三节车厢的拉力为4,则（）

A.当火车匀速直线运动时，

B.当火车匀速直线运动时，北：石：4=3：2:1

C.当火车匀加速直线运动时，AH

D.当火车匀加速直线运动时，工：％:7]=3:2:1

【答案】BD

【详解】

AB.设每节车厢重G,当火车匀速直线运动时

T、=f[=kx3G

T、==kx2G

T.=f3=kxG

得

T1:T2:T3=3:2A

故A错误，B正确；

CD.当火车匀加速直线运动时

Tl-fl=Ti-kx3G=3ma

T2-f2=T2-kX2G=2ma

T3-fi=Ti-k'x.G=ma

得

K：，%=3：2：1

故C错误，D正确。

故选BD。

三、解答题

10.（2025•云南•高考真题）如图所示，光滑水平面上有一个长为£、宽为d的长方体空绝缘箱，其四周紧

固一电阻为R的水平矩形导线框，箱子与导线框的总质量为与箱子右侧壁平行的磁场边界平面如截面

图中虚线尸。所示，边界右侧存在范围足够大的匀强磁场，其磁感应强度大小为3、方向竖直向下。，=。

时刻，箱子在水平向右的恒力尸(大小未知)作用下由静止开始做匀加速直线运动，这时箱子左侧壁上距

离箱底〃处、质量为”的木块(视为质点)恰好能与箱子保持相对静止。箱子右侧壁进入磁场瞬间，木块

与箱子分离；箱子完全进入磁场前某时刻，木块落到箱子底部，且箱子与木块均不反弹(木块下落过程中

与箱子侧壁无碰撞)；木块落到箱子底部时即撤去凡运动过程中，箱子右侧壁始终与磁场边界平行，忽略

箱壁厚度、箱子形变、导线粗细及空气阻力。木块与箱子内壁间的动摩擦因数为〃，假设最大静摩擦力等

于滑动摩擦力，重力加速度为g。

绝缘箱立体图截面图

⑴求尸的大小；

(2)求公0时刻，箱子右侧壁距磁场边界的最小距离；

(3)若y0时刻，箱子右侧壁距磁场边界的距离为s(s大于(2)问中最小距离)，求最终木块与箱子的速

度大小。

【,答,案】⑴(1M--+--m-)-g

A

(M+mfgR2

⑷2〃8M

(3)见解析

【详解】(1)对木块与箱子整体受力分析由牛顿第二定律尸=(M+,”)a

对木块受力分析，水平方向由牛顿第二定律”=机。

竖直方向由平衡条件f=mg=叭

联立可得尸=也通

(2)设箱子刚进入磁场中时速度为v,产生的感应电动势为E=

由闭合电路欧姆定律得，感应电流为/

i\

安培力大小为尸安=Bld

联立可得4=华

若要使两物体分离，此时有七2/

其中/=(M+Mg

(M+m)gR

屋

由运动学公式v?=2as

解得金

华2"需Bd盥

故"。时刻，箱子右侧壁距磁场边界的最小距离为S.与铲

1,

（3）水平方向由运动学公式s=5〃；

1°

竖直方向有h=2gt^

其中尸二（N+加）g=（河+加）〃

4

可得力尸作用的总时间为"4+右=

水平方向对系统由动量定理入-％4=（M+Wv-0

B2d2L

其中F安Nt=

R

联立可得v=&（B2d?L

〃(M+m)R

B?(fL最终木块与箱子的速度大小为V=气吃+俨）B2d?L

时,

(M+m)R八gVg(M+m)R

当餐吃+必）＜时,最终木块与箱子的速度大小为v=0

11.（2024・福建・高考真题）如图，木板A放置在光滑水平桌面上，通过两根相同的水平轻弹簧M、N与

桌面上的两个固定挡板相连。小物块B放在A的最左端，通过一条跨过轻质定滑轮的轻绳与带正电的小球

C相连，轻绳绝缘且不可伸长，B与滑轮间的绳子与桌面平行。桌面右侧存在一竖直向上的匀强电场，A、

B、C均静止，M、N处于原长状态，轻绳处于自然伸直状态。，=0时撤去电场，C向下加速运动，下降0.2m

后开始匀速运动，C开始做匀速运动瞬间弹簧N的弹性势能为0.1J。已知A、B、C的质量分别为0.3kg、

0.4kg、0.2kg,小球C的带电量为IxlO^C,重力加速度大小取lOm/sz,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,

弹簧始终处在弹性限度内，轻绳与滑轮间的摩擦力不计。

(1)求匀强电场的场强大小；

(2)求A与B间的滑动摩擦因数及C做匀速运动时的速度大小；

⑶若f=0时电场方向改为竖直向下，当B与A即将发生相对滑动瞬间撤去电场，A、B继续向右运动，一

段时间后，A从右向左运动。求A第一次从右向左运